DÉBATS STSE EN SALLE DE CLASSE DE SCIENCES :
À LA RECHERCHE DE L'ALPHABÉTISATION SCIENTIFIQUE
Lúcia Helena SASSERON, Anna Maria PESSOA DE CARVALHO Université de São Paulo, Brésil
MOTS-CLÉS : ENSEIGNEMENT DES SCIENCES – ÉCOLE ÉLÉMENTAIRE – ALPHABÉTISATION SCIENTIFIQUE
RÉSUMÉ : Nous présentons l’étude qualitative d’une expérimentation de cours de Sciences, en classe de CM1 à l’École Élémentaire. Nous désirions établir des relations entre le processus d'AS et l'utilisation de propositions d'enseignement STSE. Pour cela, nous avons analysé les paroles des élèves pendant les séances de classe, en recherchant les compétences qu’elles révèlent et qui montrent si l'AS commence à se mettre en place.
ABSTRACT : This paper describes an experience in a class of elementary education in Sao Paulo, Brazil, and qualitatively analyzes the current data. With the objective of introducing Scientific Literacy in the early years of elementary education, a curriculum of Science Studies that is focused on the discussion of natural phenomena, the socio-economic impact of technological advances, the changing environment and their effects on society and planet.
1. INTRODUCTION
Il y a longtemps qu’il existe des discussions sur les recherches en enseignement de Sciences concernant la possibilité que les cours permettent aux élèves d’accéder à l'Alphabétisation Scientifique (AS). L'idée d’AS est encore un objet de controverse autour de sa définition et, pour ce travail, nous rapportons les propos de Fourez (1994) quand il mentionne « l'alphabétisation scientifique et technologique comme la promotion d'une culture scientifique et technologique ». De plus, le terme d’Alphabétisation Scientifique est aussi controversé quant à sa propre définition. Que signifierait donc promouvoir l'alphabétisation scientifique parmi les élèves de l’école de base ? Dans une riche et minutieuse étude, Laugksch (2000) nous montre beaucoup de travaux développés avec l'objectif de perfectionner le concept d'alphabétisation scientifique et, à travers son enquête, nous pouvons identifier des points communs entre les diverses définitions. Parmi ces différentes confluences, nous identifions trois points que nous appelons axes structurants d’AS : la compréhension des relations existantes entre science, technologie, société et, plus récemment, environnement ; la compréhension de la nature de la science et des facteurs éthiques et politiques qui prennent en compte leur pratique et la définition basique de termes et concepts scientifiques fondamentaux.
2. L'ALPHABÉTISATION SCIENTIFIQUE ET L'ENSEIGNEMENT STSE
Dans ce débat sur l'AS, d’autres auteurs doivent aussi être pris en considération pour évaluer sa définition et ses prétentions telles que Bybee (1995), Hurd (1998), qui expriment la nécessité à l'école de permettre aux élèves de comprendre et connaître les Sciences et leurs technologies comme condition pour préparer des citoyens pour le monde actuel. De cette manière, émerge la nécessité d'un enseignement de Sciences qui permette aux élèves de travailler et de discuter des problèmes impliquant des phénomènes naturels et comment l'étude et la connaissance de ceux-ci ont permis des avances technologiques pour la société, en plus d’aborder des sujets qui cherchent à mettre en relation ces deux entités : science et société, et les impacts que les technologies développées peuvent représenter pour toutes les deux, ainsi que pour l'environnement. Pour cela, il nous semble important que les leçons de Sciences Naturelles, dès le début de l’École Élémentaire, proposent des séquences didactiques dans lesquelles les élèves recherchant la résolution de problèmes soient amenés à la réflexion scientifique. Cette introduction des étudiants à la culture scientifique au moyen de la recherche, implique de fournir et de rendre propice l'espace et le temps
dans lequel les élèves puissent étudier des sujets scientifiques, utilisant des outils culturels propres à ce scénario.
3. L’ « ARGUMENT » EN SITUATION DE CLASSE ET LES RELATIONS STSE
Il est commun de trouver de la littérature sur l’Enseignement de Sciences qui fasse référence au terme « argumentation » comme discours utilisé en salle de classe. Dans ce travail, nous comprenons l'argumentation comme tout discours, quel qu’il soit, par lequel l’élève et l’enseignant présentent leurs avis pendant la classe, décrivant des idées, présentant des hypothèses et évidences, justifiant des actions ou conclusions auxquelles ils sont arrivés, expliquant des résultats atteints. Dans ce sens, c'est l'argumentation qui nous fournira des évidences concrètes pour savoir comment les élèves se situent et comment ils pensent dans les relations qui impliquent les STSE en salle de classe. De cette façon, il y a deux biais qui ont également besoin d'être considérés pendant l'analyse des arguments en salle de classe : l’un d'eux est celui qui se rapporte à la structure de l'argument et l'autre à celui de la qualité.
Comme référence pour l'étude de la structure de l'argument, le travail de Toulmin (2006) nous montre une norme d'argument composé de cinq éléments : les données, les conclusions, les justifications, la connaissance antérieure et les qualificatifs, qui peuvent aussi bien mettre l’accent sur l'affirmation proposée que sur sa réfutation.
L'autre biais pour l'analyse des arguments en salle de classe se rapporte à la qualité de l'argument et un bon exemple est l'étude de Driver et Newton (1997) qui, ayant comme base la norme d'argument de Toulmin, propose des niveaux hiérarchiques pour l'argumentation.
4. LES INDICATEURS DE L'ALPHABÉTISATION SCIENTIFIQUE
Dans notre esprit, pour le début du processus d'Alphabétisation Scientifique il est important que les élèves éprouvent des difficultés quand il s’agit de disposer de compétences légitimement associées au travail du scientifique. L'idée alors est de créer un environnement propice pour lequel ces compétences apparaissent en situation de classe, ce qui constituera nos indicateurs du processus d'initiation pour que les élèves puissent atteindre l'Alphabétisation Scientifique.
Pendant l’École Élémentaire, certains sont des indicateurs nécessaires sur lesquels il faut déjà travailler. Ces indicateurs peuvent surgir quand il y a la recherche d'un problème à organiser, sérier
d'hypothèses pour la résolution d’un problème quelconque. Les indicateurs peuvent aussi apparaître
comme une forme pour articuler des idées et des explications sur le monde naturel en utilisant des
raisonnements d’ordre proportionnel et logique comme requis pour l'argumentation et la justification d'idées sur le monde naturel et la manière dont les connaissances scientifiques se
rapportent à la société et à l’environnement. Les explications fournies par les élèves concernant un problème déterminé sont un indicateur de plus du processus d'Alphabétisation Scientifique. Finalement, mais non moins important, un autre indicateur important est la capacité de prévision, soutenue au moyen d’hypothèses, des données et/ou d’évidences soulevées.
Avec l'objectif de développer ces compétences avec les élèves, nous jugeons nécessaire de leur fournir des moments et environnements appropriés pour qu’ils s'impliquent dans des situations authentiques de recherches et débats qui concernent Science, Technologie, Société et Environnement.
5. NOTRE PROPOSITION D'ENSEIGNEMENT
Notre travail se préoccupe de l'inclusion de thèmes de STSE dès l’École Élémentaire avec l'intention d'initier le processus d'AS dès le début de la scolarisation. Il y a environ 3 ans, nous avons élaboré des séquences didactiques pour l'enseignement des Sciences qui ont pour objectif d’introduire les élèves à l'univers des Sciences, ayant, donc, comme prérogative de gérer des possibilités aux étudiants pour lesquels ils s'impliquent dans des problèmes et des questions en relation avec des phénomènes naturels. Avec les problèmes de recherches et les questions réflexives, nous espérons que les élèves élaborent des hypothèses et des plans qui aident dans leur résolution, ainsi que de discuter des idées soulevées et autres questions controversées qui pourraient surgir.
Un exemple de nos propositions
Une des séquences didactiques que nous avons élaborée est intitulée la « Navigation et l'Environnement », et, au moyen de leurs activités, nous confrontons les élèves à des problèmes qui se rapportent à ce sujet conduisant à des discussions sur des sujets de Science, Technologie, Société et Environnement.
La séquence commence avec une activité de connaissance de physique (Carvalho et al, 1998) à partir de laquelle les élèves sont invités à résoudre le problème de la construction d’un bateau en feuilles d’aluminium, capable de transporter un grand nombre des pièces métalliques, sans couler. Après ceci, nous débutons les recherches et discussions sur l'histoire de la navigation et les moyens
de transports aquatiques. Avec cela, l'idée de l'eau de ballast est présentée aux élèves comme forme de stabilité pour les embarcations. Outre l'aspect physique du lest, nous travaillons aussi avec les élèves sur les problèmes environnementaux que peut représenter l'introduction d'espèces nouvelles dans les secteurs où les navires de chargement déversent l'eau de lest de ses réservoirs. Ces discussions se basent, surtout, sur des évidences que les élèves peuvent trouver en participant au jeu « Proie et Prédateur » et construire un tableau avec les données obtenues lors de cette activité. Au moyen de ce tableau, il est possible de discuter la dynamique des populations et l'étroite relation existante entre les différents êtres vivants, personnages de ce jeu. Avec ce scénario, il a été possible de discuter en classe une variété de sujets traitant de phénomènes scientifiques et d’évènements technologiques et qui rendent possibles des améliorations pour la société et le mode de vie, jusqu'à des questions et préoccupations environnementales suscitées par l'intervention humaine.
6. CONSIDÉRATIONS FINALES
L'application en salle de classe de cette séquence didactique nous a amenés à constater que les élèves de l’École Élémentaire et Collège se sont impliqués dans les recherches et les discussions proposées. Les argumentations établies pendant les activités en salle de classe se sont montrées suffisamment satisfaisantes, vu qu'elles ne se sont pas seulement limitées à des affirmations simples, mais, plusieurs fois, sont apparues en relation à des justifications et des jugements logiquement construits. Néanmoins, pour notre travail, ce qui s'est montré le plus significatif a été le fait dont la discussion sur les relations existantes entre Science, Technologie, Société et Environnement nous a permis de trouver à plusieurs reprises l'utilisation d'indicateurs de l'Alphabétisation Scientifique. Il a été possible de percevoir l’explicitation d'hypothèses et la référence des évidences comme manière de soutenir les explications présentées. Ces explications ont apporté des pistes pour l'utilisation d'un autre indicateur de l’AS, le raisonnement logique, qui fournissait la cohésion et cohérence aux arguments présentés. La présence du raisonnement
proportionnel, comme forme pour comprendre et expliquer les relations entre des êtres vivants, est
la démonstration de l'apparition d’un indicateur de plus d’AS. Dans les moments où les élèves étaient amenés à prendre une position vis-à-vis d’un problème environnemental, la construction de
modèles explicatifs nous a permis de mettre en évidence un indicateur de plus. Ces modèles ont une
importance supplémentaire pour tout le processus vu que, pour l'atteindre, les élèves ont eu besoin de rendre leurs arguments chaque fois plus cohérents, ce qui a seulement été possible quand ils exposaient les justifications et les qualificatifs qui fournissaient l'approbation nécessaire pour que
ayant comme focalisation principale les recherches concernant des sujets proches de l'intérêt des élèves de ce niveau d'enseignement, a été la motivation pour laquelle ils s'impliquent avec les discussions en salle de classe et, ainsi, finissaient de travailler de manière commune et coordonnée. Les sujets englobaient non seulement les Sciences Naturelles, mais aussi la Société, les Technologies et l’Environnement, percevant et faisant valoir la manière à laquelle ces entités se rapportent.
BIBLIOGRAPHIE
BYBEE, R.W., “Achieving Scientific Literacy”, The Science Teacher, v. 62, n° 7, 28-33, 1995. CARVALHO, A.M.P., VANNUCCHI, A.I., BARROS, M.A., GONÇALVES, M.E.R. e REY, R.C.,
Ciências no Ensino Fundamental – O conhecimento físico. São Paulo : Editora Scipione,
1998.
DRIVER, R. e NEWTON, P., Establishing the Norms of Scientific Argumentation in Classrooms, ESERA Conference, Roma, 1997.
FOUREZ, G., Alphabétisation Scientifique et Technique – Essai sur les finalités de l’enseignement
des sciences, Bruxelas : De Bœck-Wesmael, 1994.
HURD, P.D., “Scientific Literacy : New Minds for a Changing World”, Science Education, v. 82, n. 3, 407-416, 1998.
LAUGKSCH, R.C., “Scientific Literacy : A Conceptual Overview”, Science Education, v. 84, n° 1, 71-94, 2000.
